Ректификациялық колонна деп арнайы қондырғылармен – рективикациялық табақшалармен немесе насадкамен қамтамасыз етілген вертикаль цилиндр тәріздес мұнайды айдап өңдеуге арналған аппаратты айтады. Табақшалар мен насадкалар колоннаның бойымен төмен қарай ағатын сұйықпен тығыз жанасуын қамтамасыз етеді.
8-сурет. Мұнайдың ректификациясы.
Ректификациялық колоннаның жоғарғы жағынан төмен жатқан тәрелкелерге үнемі сұйық (флегма) ағып түсіп жатады. Дайын өнімнің бір бөлігі конденсацияланғаннан кейін байытылған сұйық түрінде жоғарыдағы тәрелкеге қайтарылып отырады. Колоннаның төменгі жағынан бу үздіксіз жоғары қарай көтеріліп отырады. Колоннадағы бу ағынынң үнемі тудырып отыру үшін колоннадан шығарылатын қалдықтың бір бөлігі қыздырылып буға айналдырылады да колоннаға қайтарылып отырады.
Қарапайым және күрделі қоспаларды ректификациялау периодты және үздіксіз жұмыс жасайтын тізбектерде іске асырылады. Мерзімді жұмыс жасайтын тізбектер өнімділігі төмен қондырғыларда көп мөлшердегі фракцияларды алу және бөлудің жоғарғы нақтылығы қажет болған жағдайларда қолданады.
3.5 сурет - Мұнайды атмосфералы-вакуумдық айдау қондырғысының схемасы:
1, 2, 12 - жылуалмастырғыштар; 3 - бензинсіздендіру колоннасы; 4 - тоңазытқыш; 5 - ауалы тоңазытқыш; 6 – суару ыдысы; 7 - сорап; 8 - тұндырғыш; 9, 13, 15 - шикізатты қыздыру пештері; 10 - буландыру колонналары бар атмосфералық колонна; 11 - бензин тұрақтандырғышы; 14 - бу-эжекторлы сорап; 16 - вакуумды колонна; 17- соңғы тоңазытқыштар; I - мұнай; II - гудрон; III - суды канализацияға тастау; IV - газфракциялау қондырғысына берілетін газ; V - су буы; VI – утилизацияға жіберілетін эжекция газдары; VII - газфракциялау қондырғысына тұрақтандырылатын басты фракция; VIII - дизель фракциясы; IX - бензин; X - керосин; XI - вакуумды дистиллят; XII - отындық газ; XIII - түтіндік газдар; XIV – айналымда суару; XV - су; XVI – мазут
Мұнай І 1 және 2 жылу алмастырғыштар арқылы өтеді, онда шығып кететін өнімдер жылуы есебінен қыздырылады да, содан соң бензиндендіру колоннасына 3 түседі. 3 колоннада мұнайдан жеңіл бензин фракциясы бөлініп шығады да, ауалы тоңазытқышта 5 суытылады, 4 тоңазытқышта конденсацияланады және суару 6 сиымдылығына жиналады да, одан әрі тұндырғыш 8 арқылы бензинді тұрақтандырғышқа 11 түседі. Суару сиымдылығында компромирлеуге бағытталатын газ IV да бөлінеді.
Жартылай бензиндендірілген мұнай 3 колоннаның төменгі жағынан түтікті пеш 9 арқылы 10 атмосфералық колоннаға бағытталады. Жартылай бензиндендірілген мұнай ағымының бір бөлігі 9 пеште қыздырылады да, ректификаттауға қажетті қосымша жылу мөлшерін бере отырып 3 бензиндендіруші колоннаға қайта оралады. 10 колоннада мұнай бірнеше фракцияға бөлінеді. 10 колоннаның жоғарғы бөлігінен булы фазада ауыр бензин кетеді, ол 4 тоңазытқышта конденсацияланады, ал сосын 11 тұрақтандырғышқа түседі. Тұрақтандырғыштың кубтық қалдық 13 пеште қыздырылады. 10 колоннадан бүйірлік қуынды ретінде керосин Х және дизель фракциялары VIII фракциялары шығарылады, олар алдымен су буы қатысуымен жеңіл фракциялары қуылатын буландыру колонналарының 11 секцияларына беріледі. Сосын керосин және дизель фракциялары қондырғы-дан шығарылады. 10 колоннаның төменгі жағынан мазут шығады, ол пеш 15 арқылы вакуумда айдау колоннасына 16беріледі, ол жерде вакуумды дистилляттар ХІ мен гудронға ІІ бөлінеді. 16 колоннаның жоғарғы жағынан бу-эжекторлы сорап 14 көмегімен су булары, термиялық бұзылу газдары, ауа және жеңіл мұнай өнімдерінің біраз мөлшері (дизель фракциясы) сорылады. Вакуумды дистиллят ХІ пен гудрон ІІ мұнайды қыздыратын 1, 2 жылу алмастырғыштар арқылы қондырғыдан кетеді.
Кубтағы температураны төмендету және 10 мен 16 колоннадағы дистиллятты фракцияларды толық алу үшін су буы V беріледі. Олардағы жылудың артық мөлшері циркуляциялық суару XVI арқылы түсіріледі.
Тұрақтандырғышта 11 жоғарғы жағынан «тұрақтандыру басын» - сұйылтылған көмірсутекті газды VII, ал кубтан – құрамында газ тәрізді көмірсутектері жоқ тұрақты бензинді ІХ алады. Осы схемамен жұмыс істегенде жеңіл және ауыр фракцияларды жеке буландыру салдарынан бір ретті буландыруға қарағанда пештегі мұнайды жоғарылау температураға дейін қыздыру керек. Одан басқа, қондырғы қосалқы аппаратура – колонна, пештік және суаруға арналған сораптар, конденсатор-тоңазытқыштар және т.с.с. жабдықталған.
Көпшілік жағдайда бензиндеуші колонналар қарапайым. Жеңіл бензин колоннаның жоғарғы жағынан булар түрінде, ал ауыр бензин – бүйірлік қуынды түрінде шығарылатын схемалар бар. Алдын-ала колонналар жұмысының ерекшеліктері жобамен мынадай:
бензин-ректификаттың шығымы онша жоғары емес (колоннаға тиеудің 5-15%), нәтижесінде мұнайдан бензиндік фракцияларды таза бөліп алу қиындайды;
төмен бу күшінен алдын-ала буландыру колоннасының қуынды бөлігінде сұйық бойынша салмақ өте жоғары, нәтижесі – ыстық ағын әсерінен жеңіл фракцияларды қалдықтан буландыру жағдайы нашарлайды;
шикі заттың энтальпиясы анағұрлым төмен (жылу алмастырғыштардағы мұнай 200-220С дейін қыздырылады), сондықтан да колоннада ректификаттауға жеткілікті жылу ағымы жасалмайды және қосымша жылу енгізу мен бумен суару үшін төменгі қуынды бөлігіне ыстық ағын беріледі; сұйықпен суару – салқын;
мұнаймен түсетін булар және су булары қатысуымен бензиндеу;
конденсатор-тоңазытқыштарда жеңіл бензин фракцияларын сумен конденсациялауды қамтамасыз ету үшін колоннада жоғары қысымды ұстап тұру,.
Негізгі 10 атмосфералық колонна 3-5 қарапайым колонналардан (олардың саны шығарылатын дистилляттар санымен анықталады) тұрады. Жоғарғы дистиллят (әдетте бензиндік) булар түрінде, қалған дистилляттар (сұйық бүйірлік қуындылар) булау секциялары арқылы шығарылады.
Атмосфералық колоннада 10 ректификаттауға қажетті барлық жылу 9 пеште булы-сұйық күйге дейін қыздырылатын шикі затпен енгізіледі. Сондықтан да осы колоннада таза бөлінуді жақсарту үшін шикі затты қуу үлесін арттыру қажет, яғни оған қоректендіру зонасындағы қысымды төмендету және температураны көтеру арқылы қол жеткізуге болады.
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІ
СОӨЖ
Тақырыбы: Мұнайды алғашқы айдау қондырғыларының негізгі аппараттары – жылуалмастырғыштар, пештер, колонналар, конденсатор суытқыштар, реакторлар, сепараторлар, газгольдер, электродегидрататорлар, насостар
Орындаған: Қылышбаев Н.Қ.
ОЗХТ 305
Тексерген: Халменова З. Б.
